電子裝置與電源保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本案有關(guān)于一種電子裝置，且特別是有關(guān)于一種具有電源保護的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的消費性電子產(chǎn)品中，常設(shè)置有多種傳輸接口，以利用戶將電子產(chǎn)品與外部設(shè)備進行鏈接，以進行數(shù)據(jù)傳輸或充電。
[0003]—般而言,用戶將外部設(shè)備在傳輸接口上進行插拔時，傳輸接口上的電壓可能會因此有瞬間的電壓變化。若隨著電壓變化而產(chǎn)生的浪涌電流過大，可能會對電子產(chǎn)品造成永久性的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本案的電子裝置包含傳輸端口、第一開關(guān)、第一檢測單元、第二檢測單元以及觸發(fā)單元。傳輸端口用以提供驅(qū)動電壓至外部設(shè)備。第一開關(guān)耦接于傳輸端口與供應(yīng)電源之間，并用以根據(jù)第一控制信號與第二控制信號中的至少一者選擇性地關(guān)斷。第一檢測單元用以在驅(qū)動電壓的電壓降超過基準電壓量時產(chǎn)生第一控制信號。第二檢測單元用以偵測驅(qū)動電壓而產(chǎn)生取樣電壓，并在取樣電壓低于第一參考電壓時產(chǎn)生第二控制信號。
[0005]本案的電源保護方法用于保護具有一傳輸端口的一電子裝置，其中傳輸端口用以提供驅(qū)動電壓至外部設(shè)備。電子裝置包含第一開關(guān)。第一開關(guān)耦接于傳輸端口與供應(yīng)電源之間。電源保護方法包含:經(jīng)由電容偵測驅(qū)動電壓，以在驅(qū)動電壓的電壓降大于基準電壓量時產(chǎn)生第一控制信號；經(jīng)由分壓電路對驅(qū)動電壓分壓，以產(chǎn)生取樣電壓，并在取樣電壓低于第一參考電壓時產(chǎn)生第二控制信號；以及根據(jù)第一控制信號與第二控制信號中的至少一者關(guān)斷第一開關(guān)。
[0006]綜上所述，透過應(yīng)用上述的實施例，電子裝置可在外部設(shè)備于傳輸端口上插拔的過程中提供有效的電源保護。如此一來，電子裝置內(nèi)部的核心電路的可靠度與操作安全性得以改善。
【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本案一實施例所繪示的電子裝置100的示意圖；
[0008]圖2為根據(jù)本案一實施例繪示圖1的電子裝置的配置示意圖；
[0009]圖3為根據(jù)本案一實施例繪示一種電源保護方法的流程圖；
[0010]圖4A為根據(jù)本案一實施例繪示圖1的檢測單元120操作時的驅(qū)動電壓、供應(yīng)電源與浪涌電流的波形圖；以及
[0011]圖4B為根據(jù)本案一實施例繪示圖1的檢測單元檢測單元130操作時的驅(qū)動電壓、供應(yīng)電源與浪涌電流的波形圖。
【具體實施方式】
[0012]以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在了解本揭示內(nèi)容之較佳實施例后，當(dāng)可由本案所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本案的精神與范圍。
[0013]圖1為根據(jù)本案一實施例所繪示的電子裝置的示意圖。如各個實施例中，電子裝置100可為個人計算機、筆記本電腦、平板計算機、智能型手機等電子產(chǎn)品。
[0014]如圖1所示，電子裝置100包含傳輸端口 110、第一開關(guān)SW1、第一檢測單元120、第二檢測單元130、觸發(fā)單元140、軟啟動單元150、限流單元160以及核心電路170。
[0015]傳輸端口 110用以提供驅(qū)動電壓VD至外部設(shè)備。于各個實施例中，傳輸端口 110可為各種類型的總線，例如為通用串行總線(Universal Serial Bus, USB)、微型通用串行總線(Micro USB)等等。核心電路170包含處理器、系統(tǒng)控制芯片等電路。上述僅為例不，本案并不以上述例示為限。
[0016]如圖1所示，第一檢測單元120用以在驅(qū)動電壓VD因外部設(shè)備的熱插入(hotplug)瞬間產(chǎn)生的電壓降超過基準電壓量時產(chǎn)生第一控制信號VC1。而第二檢測單元130用以偵測驅(qū)動電壓VD而產(chǎn)生取樣電壓(如后圖2的取樣電壓VS)，以在取樣電壓VS低于參考電壓VREFl時產(chǎn)生第二控制信號VC2。
[0017]第一開關(guān)SWl耦接于傳輸端口 110與供應(yīng)電源VIN之間，并依據(jù)觸發(fā)單元140與限流單元160的控制而選擇性地導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0018]舉例而言，在正常操作下，限流單元160可經(jīng)由偵測流經(jīng)第一開關(guān)SWl的電流，而決定第一開關(guān)SWl的切換周期，以完成限流保護。當(dāng)傳輸端口 110插拔外部設(shè)備時，觸發(fā)單元140可根據(jù)第一控制信號VCl與第二控制信號VC2中的至少一者產(chǎn)生保護信號VP，以關(guān)斷第一開關(guān)SW1。藉由此種設(shè)置方式，可避免驅(qū)動電壓VD因熱插入產(chǎn)生的浪涌電流過大而燒壞電子裝置100的核心電路170。
[0019]本案以下段落將提出數(shù)個實施例，可用以實現(xiàn)上述的電子裝置100所述的功能與操作，但本案并不僅以下列的實施例為限。
[0020]圖2為根據(jù)本案一實施例繪示圖1的電子裝置的配置示意圖。如圖2所示，第一檢測單元120包含比較器122、電阻Rl以及電容C。
[0021]于此實施例中，電阻Rl的第一端用以接收系統(tǒng)電壓VCC，且電阻Rl的第二端耦接至比較器122的一輸入端，以產(chǎn)生偏壓電壓VI。電容C的第一端用以接收驅(qū)動電壓VD，且電容C的第二端耦接至電阻Rl的第二端，以接收偏壓電壓VI。于另一些實施例中，偏壓電壓Vl亦可直接由外部電源提供。
[0022]因此，藉由電容C的穩(wěn)壓特性，電容C可將驅(qū)動電壓VD瞬間產(chǎn)生的電壓降快速地反應(yīng)在偏壓電壓Vl上。比較器122可比較參考電壓VREF2與偏壓電壓Vl而產(chǎn)生第一控制信號VCl。
[0023]換句話說，前述的基準電壓量即為參考電壓VREF2與偏壓電壓Vl之間的差值，亦即。當(dāng)驅(qū)動電壓VD因外部設(shè)備的熱插入而瞬間產(chǎn)生的電壓降超過基準電壓量時，比較器122將產(chǎn)生第一控制信號VCl。
[0024]再者，如圖2所示，第二檢測單元130包含分壓電路132與比較器134。分壓電路132由串迭的電阻R2與電阻R3形成，以對驅(qū)動電壓VD進行分壓，藉此產(chǎn)生取樣電壓VS。
[0025]比較器134用以比較取樣電壓VS與參考電壓VREFl，以在取樣電壓VS低于參考電壓VREFl時產(chǎn)生第二控制信號VC2。
[0026]請再次參照圖2，觸發(fā)單元140包含或門142、單觸發(fā)定時器144、開關(guān)控制電路146、第二開關(guān)SW2以及第三開關(guān)SW3。
[0027]或門142用以接收第一控制信號VCl與第二控制信號VC2，并據(jù)此輸出觸發(fā)信號VT0也就是說，當(dāng)驅(qū)動電壓VD因外部設(shè)備的熱插入而瞬間產(chǎn)生的電壓降超過基準電壓量時，或是取樣電壓VS低于參考電壓VREFl時，或門142即產(chǎn)生觸發(fā)信號VT至單觸發(fā)定時器1440
[0028]單觸發(fā)定時器144用以根據(jù)觸發(fā)信號VT而產(chǎn)生具有預(yù)設(shè)脈波寬度時間Tl的保護信號VP，以關(guān)斷第一開關(guān)SW1。如此，可避免核心電路170遭受到因外部設(shè)備于熱插入時所產(chǎn)生的浪涌電流燒壞。
[0029]詳細而言，由于第一檢測單元120利用電容性電路(亦即電容Cl或具有各種串并聯(lián)的電容結(jié)構(gòu)的電路)的穩(wěn)壓特性來檢測驅(qū)動電壓VB的變動。第二檢測單元130利用電阻性電路(亦即分壓電路132或具有各種串并聯(lián)的電阻結(jié)構(gòu)的電路)來檢測驅(qū)動電壓VD。因此，相較于第二檢測單元130，第一檢測單元120對于驅(qū)動電壓VD的變動可具有較快的響應(yīng)時間。由于驅(qū)動電壓VD對于傳輸端口 110上插拔外部設(shè)備時可能會產(chǎn)生不同速度的變化，因此，藉由具有不同響應(yīng)時間的第一檢測單元120與第二檢測單元130，可對核心電路170達到完整的電源保護。
[0030]請再次參照圖2，開關(guān)控制電路146耦接至單觸發(fā)定時器144，并用以根據(jù)保護信號VP產(chǎn)生第一切換信號VSl與第二切換信號VS2。于一些實施例中，第一切換信號VS1、第二切換信號VS2與保護信號VP皆具有相同時間長度的預(yù)設(shè)脈波寬度時間Tl。
[0031]第二開關(guān)SW2耦接至單觸發(fā)定時器144，并根據(jù)第一切換信號VSl選擇性導(dǎo)通，以傳送保護信號VP至第一開關(guān)SWl的控制端。第三開關(guān)SW3耦接至單觸發(fā)定時器144，并根據(jù)第二切換信號VS2選擇性導(dǎo)通，以傳送保護信號VP至軟啟動單元150。軟啟動單元150可根據(jù)保護信號VP產(chǎn)生軟啟動信號VST。如此，在第一開關(guān)SWl經(jīng)保護信號VP關(guān)斷后，軟啟動單元150可重新導(dǎo)通第一開關(guān)SW1，以恢復(fù)供應(yīng)電源VIN與傳輸端口 110的連接。完整的操作將于后述段落詳細說明。
[0032]請參照圖3，圖3為根據(jù)本案一實施例繪示一種電源保護方法的流程圖。為方便說明，請一并參照圖2，電子裝置100的操作將于電源保護方法300 —并進行說明。
[0033]在步驟S301中，電子裝置100確認傳輸端口 110上的驅(qū)動電壓VD因外部設(shè)備的插拔產(chǎn)生變動。
[0034]在步驟S302中，第一檢測單元120經(jīng)